水稻白条纹叶突变体ws20的基因定位和生理特性分析

范鸣谦; 刘振宇; 范淑秀; 王棋; 程艳双; 冯莆淋; 邱忠华; 郭然; 王嘉宇

沈阳农业大学学报 ›› 2026, Vol. 57 ›› Issue (1) : 10 -17.

范鸣谦, 刘振宇, 范淑秀, 王棋, 程艳双, 冯莆淋, 邱忠华, 郭然, 王嘉宇

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摘要

[目的]叶色突变体作为研究植物叶绿体发育和色素合成的重要材料，具有较高的应用价值。旨在探讨水稻白条纹叶突变体在叶绿体发育、活性氧清除以及产量等方面的生理和分子机制。[方法]通过图位克隆方法进行基因定位，在孕穗期观察叶绿体超微结构和测定活性氧含量，并在成熟期考察其穗部性状。[结果]从粳稻品种‘SN9816’EMS诱变突变体库中筛选出一个白条纹叶突变体ws20，经多代自交，其白条纹叶性状能稳定遗传，遗传分析显示，该表型由单隐性基因控制。与野生型相比，ws20表现为白条纹叶，株高降低16.75%，有效穗数无差异。通过精细定位、候选基因分析以及基因测序，发现基因LOC＿Os06g14620的第653位碱基发生了C→T的单碱基突变，导致编码氨基酸由甘氨酸替换为缬氨酸。与SN9816相比，突变体的Chl和Chlb含量分别下降21.20%和18.34%，叶绿素合成途径关键前体物质（ALA、PBG等）含量均显著降低，导致叶绿素合成受阻，叶绿体发育异常。抗氧化酶（SOD、CAT、APX、POD）活性下降导致ROS积累。[结论]验证了LOC＿Os06g14620基因突变影响了叶绿体发育和叶绿素合成，削弱了抗氧化防御系统并导致ROS积累，最终引起水稻白条纹叶的表型及生长抑制，为解析水稻叶绿体发育与抗氧化防御机制提供了依据。